【Satellite2018看点揭秘】华盛顿卫星大会上的小卫星元素

一年一度的卫星大会又要开始了……...

作者 | 蓝天翼

来源 | 千域空天

编辑 | 朝晖

一年一度的华盛顿卫星大会即将开始了，笔者在两年前参加过一次，那时候小卫星只能算是卫星大会的新朋友，相关参展商不多，也很少有Panel与小卫星相关。但当时已经出现了一个迹象，与会者在交流时，几乎都会说起小卫星，只是态度是抱着质疑或“关心”，而并非把小卫星视为主流来讨论。

这与卫星大会一直以来关注的重点是通信卫星有关，通信卫星行业的传统观念里，至少在过去几十年的主流应用场景里，仍是GEO的天下、大卫星的世界。尽管在20年前被Iridium、Globalstar、Orbcomm等低轨星座们震动了一番，但鉴于2000年后三大低轨卫星运营商纷纷跌入破产保护、贱卖资产的境地，两年前没有人会把LEO和小卫星做为很“严重”的关注对象也是合理的。

但这两年又不同了，随着OneWeb和SpaceX在低轨小卫星通信星座领域掀起的一阵巨浪，加上Planet和SPIRE等硅谷公司已有数百颗卫星在轨，以及越来越多的高轨通信卫星运营商也开始提出LEO小卫星计划，小卫星元素在卫星大会上又成为了一个话题。

在这里，我们不得不说一下，小卫星作为一个“分支”出现在卫星世界的大家庭，本身就是个挺不合理的事儿。按照重量把小卫星拿出来单独讨论，只是最近20多年的事，但回首卫星行业的历史，所有航天参与国的第一颗卫星其实都是小卫星。



美国第一颗人造卫星Explore-1，重量13.37kg



苏联的第一颗人造卫星Sputnik-1，重量83.6kg



中国的第一颗人造卫星东方红一号，重量173kg

按照现在对“小卫星”的定义，航天大国们的启蒙之作都是小卫星，“小卫星”为人类航天事业的发展做出了不可磨灭的贡献，所以尽管仍是大卫星的天下，我们就还是决定寻找一下本届大会上的小卫星元素。

大会开放论坛没有小卫星的身影

大会的开放论坛依然呈现大卫星一统天下的局面，所有的参与者都是传统或新兴的高轨通信运营商或制造商，讨论的议题也都是诸如在全球互联的主战场，运营商如何求变？在卫星制造的厮杀中各研制方如何应对？还有包括在轨燃料加注、卫星与地面网的融合等议题。

如果非要把小卫星跟这些话题产生关系，也是可以的，比如Intelsat要合作的OneWeb星座就是由小卫星组成，Telesat下订单的新LEO星座试验星也是两颗小卫星，Thales Alenia Space最近在法国与其他厂商合作也拿下了Cubesat的订单，SSL更是早在5年前就是Skybox（已经被Planet公司收购）星座的制造商。

但不得不说，小卫星在其中的分量非常弱，这毕竟是传统厂商希望从中直接获取经济效益的会议，讨论更多的是已经在天上的卫星和未来要发射可以迅速转化为现金的业务。所以作为仍在起步期的小卫星产业，只能在其他Panel找找了。

经过一番寻找，我们发现所有与小卫星相关的元素，都在大会第一天。

小卫星Panel: High-Octane Smallsats

首先与小卫星相关的Panel是“High-Octane Smallsats: Packing More Power and Performance into Smaller Spacecraft”，这个论坛主要讨论的问题包括：可以说这三个问题正是绝大多数小卫星质疑或支持者观点交锋的所在，我们常听到小卫星比大卫星成本低，灵活性高，但这都是有一定的前提条件的，由于现在新的小卫星在设计理念和器件等级和冗余备份方式等多方面都与之前有所区别，所以前面说到的前提条件也是在不断变化的。

这个Panel的主持人是来自Tethers Unlimited的CEO，Robert Hoyt。仅从这一点看，这个Panel就跟别的不一样，其他的Panel主持人或是媒体/杂志，或是咨询公司，只有小卫星论坛的主持人是一名从业者。

Tethers Unlimited是一家很牛的科技公司，这里经常会诞生一些航天黑科技，近几年，Tethers Unlimited的主要杀手锏是3D打印和空间机构。比如来自TUI的Firmamentum部门的Spider Fab套件，就是为实现在轨制造大型航天器部件而设计的。



TUI公司的Spider Fab产品



TUI公司的Spider Fab应用场景之一：展开式太阳翼

Panel的Speakers包括Gomspace北美区的COO，Elizabeth Driscoll；Tyvak Nano Satellite的President & COO，Marco Villa；Sky and Space Global（SAS）的CEO，Meir Moalem和CesiumAstro的CEO，Shey Sabripour。

关于Gomspace和Sky and Space Global，两家的合作非常紧密，在Sky and Space Global去年成功发射了三颗试验卫星后，已经与Gomspace签署了价值数千万美元的合同，由Gomspace为其制造200颗Cubesat卫星，星座名为Pearls。



Sky and Space Global作为一家新兴的卫星运营商，其运营的思路与别家略有不同，一方面是SAS坚定地服务南北纬15°以内通信最不发达的区域，另一方面SAS在几乎所有区域都是与当地运营商合作而非竞争的。仅仅成立两年的公司，通过这样的方式，已经拿到了很多地区的落地权。

Tyvak Nanosatellites公司是Terran Orbital的子公司，而就在2017年，Terran Orbital接受了洛克希德·马丁的战略投资，成为其在微纳卫星领域的重要布局。Tyvak作为一家微纳卫星制造商，已经成功接到了很多Cubesat的订单，其为GeoOptics公司研制的CICERO星座已经在2017年和2018年发射了5颗卫星入轨。CICERO星座是用于采集GNSS卫星掩星信号的微纳卫星，尺寸6U，其携带的阵列天线能够接收经大气层折射的GPS L1和L2信号用于反演大气层参数。该功能与SPIRE公司卫星具备的一个功能相同。



Tyvak公司为GeoOptic公司研制的CICERO卫星，尺寸6U

除了已经发射的卫星，Tyvak还在Satellite 2018会议开始前接到了Eutelsat低轨微纳卫星的研制订单，该卫星将成为Eutelsat在低轨IoT卫星领域布局的重要砝码，Eutelsat也借此进一步扩大与其投资的Sigfox公司在IoT领域的合作。

而CesiumAstro公司是2017年刚成立的新公司，该公司的主要业务是为卫星、无人机、运载和其他航空航天用户提供通信分系统。

小卫星Speech：Ground System in Cloud

此外，值得关注的还有来自Kratos公司的演讲，题目是：“Small Satellite Ground Systems in the Cloud”。Kratos在之前的业务中对小卫星的涉及很少，但是从2016年开始，该公司开始推进一个利用云计算服务为商业星座用户服务的项目，这次的演讲人就是该项目的高级项目经理Christopher Beam。

在2017年的Small Satellite Conference上，Kratos的《Flying Constellation in the Cloud》就介绍了这个项目的一些情况，Kratos指出，在FCC批准了OneWeb和Boeing的星座申请后，就有14个公司申请了未来要入轨的8000多颗卫星的项目，而SpaceX更是要推出多达13000颗卫星的星座，假如这些计划的资金、研制、发射的问题都解决了，用传统的地面处理资源是不可能匹配这样数量的卫星星座运营需求的。

这一项目试图将地面站的数据计算部分转移至云端进行，以期望减少地面站的建设和管理费用，提高效率。在案例介绍中，Kratos利用Amazon云计算服务仿真了“A large fleet operations center capable of supporting 1000 spacecraft with 30 simultaneous contracts and 100 users”的场景。

但在2017年的SSC会议上，Kratos提到，这样的一种处理也有弊端，他们在仿真中证明了该方法在某些特定项目中的可行性，但目前并不能推广到所有项目中去。我们期待在这次会议上，Kratos能够分享这个项目在近半年的最新进展。



小卫星Panel：New Launch Options

第三个与小卫星相关的是一个来自发射方面的Panel，题目是：“New Launch Options to Orbit: Ridesharing and Small Satellite Launch Specialists”。本Panel要讨论的问题包括：Panel的主持人是来自Via Satellite的Kendall Russel，Speaker包括Spaceflight Industries的President，Curt Blake；Virgin Orbit的President & CEO，Dan Hart；SPIRE公司的Director of Launch，Jenny Barna；Nanoracks公司的VP of Business Development，Rich Pournelle和Firefly Aerospace公司的Thomas Markusic。

SFI和Nanoracks公司都是发射服务的提供商，他们本身不拥有火箭和发射资源，主要业务是通过整合用户的发射需求，帮助用户完成发射的搭载协调、运载选择和相关服务工作的。从最终发射载体的选择上，SFI相对于Nanoracks更加灵活，有包括Falcon 9，Minotaur，Soyuz，PSLV，ANTARES和Electron等多种运载工具，这其中有的是通过发射到空间站后发射，有的通过运载直接入轨；Nanoracks目前主要的发射载体还是空间站，但从最近的发展趋势来看，Nanoracks也在着力推进其他运载工具以丰富自己的服务体系。



Virgin Orbit是在2017年从Virgin Galactic公司独立出来的轨道发射公司，独立后，Virgin Galactic将重心偏向太空旅游，Virgin Orbit则专业负责轨道运载工具。Virgin Orbit尽管还没有进行过一次商业发射或实验发射，但已经拿到了多家公司的发射服务订单，包括前面提到的Sky and Space Global的200颗卫星、OneWeb的39次发射任务、Spacebelt公司一期的12颗卫星和最近与Gomspace签署的A&M公司的发射等。

比较有意思的是将与Virgin Orbit同台的Firefly Aerospace公司的CEO，Thomas Markusic。熟悉Thomas的朋友都知道，在成立Firefly Aerospace之前，Thomas就是在Virgin Galactic担任推进部门的VP，而在Virgin Galactic之前，他分别担任过NASA的推进研究科学家、SpaceX的Texas Test Site的负责人和Blue Origin的高级系统工程师，可谓是经历丰富。而Firefly Aerospace在2017年曾经经历了一次浴火重生，在2017年4月，由于英国脱欧导致的欧洲方面投资资金没有到位和来自Virgin Galactic的官司，Firefly几乎遣散了所有的150名员工，但在2017年8月，有媒体曝出Firefly被某财团收购后，重新复活，并且将在2019年推出比原来的Firefly Alpha更大的1吨级运载能力火箭。因此这次Firefly Aerospace与Virgin Orbit的同台，可谓看点丰富。

而SPIRE公司则成为了这次论坛中唯一的“用户代表”，但SPIRE作为用户代表也是实至名归。SPIRE现在已经通过6种不同的运载工具成功发射了60多颗卫星，这其中不乏与SFI和Nanoracks合作的发射任务，而且SPIRE还大胆地成为Rocket Lab火箭首次带商业载荷试验发射的客户。作为这样一名经验丰富的用户，SPIRE在发射服务的体验和运载工具的选择上，一定会有自己独到的观点。

小卫星Speech：Electrospray Propulsion

最后一个与小卫星相关的议题是来自Accion Systems的CEO，Natalya Bailey的演讲《New Electrospray Propulsion Technology for Future Space Applications》，她将为大家带来的是小卫星离子推进制造背后的技术讨论。Accion现在的产品系列主要是TILE(Tiled Ionic Liquid Electrospray)，该系列的产品包括TILE 50/500/5000/200K四种。



从现在的发展态势看，未来Cubesat加装电推进的趋势明显，由于空间碎片的压力逐渐增大，Cubesat更强的机动能力和寿命末期离轨的需求也在迅速增多，Accion的诸多产品也许会在这一波需求中找到更大的市场机会。



本文转载自微信公众号“千域空天”，原标题《[Satellite 2018] 华盛顿卫星大会上的小卫星元素》，作者 | 蓝天翼

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